考點鞏固卷82熱學和光學實驗建議用時：50分鐘考點序號考點題型分布實驗01：用油膜法估測油酸分子的大小3實驗實驗02：探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強與體積的關系2實驗實驗03：測量玻璃的折射率2實驗實驗04：雙縫干涉實驗測量光的波長2實驗實驗01：用油膜法估測油酸分子的大小1．（2023·河南許昌·禹州市高級中學?？寄M預測）在“用油膜法估測分子的大小”實驗中：（1）該實驗中建立理想化模型，下列說法正確的是。A．將油膜看成單分子層油膜B．油酸分子間的間隙不可忽略C．不考慮各油酸分子間的相互作用力D．將油酸分子看成立方體模型（2）某同學在本實驗中，計算結(jié)果明顯偏小，可能是由于。A．油酸未完全散開B．油酸酒精溶液的體積算作一滴純油酸的體積C．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液時，滴數(shù)多數(shù)了10滴（3）該同學將一滴油酸酒精溶液滴入事先灑有均勻痱子粉的水槽中，待油膜充分散開后，在玻璃板上描出油膜的輪廓，該油膜的面積是：已知油酸酒精溶液中油酸濃度為0.2%，400滴油酸酒精溶液滴入量筒后的體積是1.2ml，則油酸分子直徑為m。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】AD【詳解】（1）[1]用油膜法估測分子的大小的實驗中，所做的理想化假設包括：不考慮分子間的間隙，將油膜看成單分子層油膜，以及將油分子看成球形等，分子間的作用力使油酸在水面上形成油膜，所以分子間的相互作用力需要考慮，故BCD錯誤，A正確；（2）[2]計算油酸分子直徑的公式是，是純油酸的體積，是油酸的面積。A．油酸未完全散開，偏小，故得到的分子直徑將偏大，故A錯誤；B．油酸酒精溶液的體積算作一滴純油酸的體積，則偏大則直徑將偏大，故B錯誤；C．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格，則偏小直徑將偏大，故C錯誤；D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液時，滴數(shù)多數(shù)了10滴，由可知，油酸的體積將偏小，則計算得到的直徑將偏小，故D正確；故選D。（3）[3]純油酸的的體積為一滴純油酸的體積為則油酸分子的直徑為2．（2023·黑龍江哈爾濱·哈爾濱三中?？寄M預測）如圖在“油膜法估測分子直徑”的實驗中，我們可以通過宏觀量的測量間接計算微觀量。

（1）某同學實驗中先配制一定濃度的油酸酒精溶液，接著又進行了下列操作，操作的合理順序是（填字母代號）。A．將一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地擴展為形狀穩(wěn)定的油酸薄膜B．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上并計算油酸薄膜的面積C．將玻璃板蓋到淺水盤上，用彩筆將油酸薄膜的輪廓畫在玻璃板上D．向淺盤中倒入約2cm深的水，將痱子粉均勻地撒在水面上以上（2）實驗中，若測量并計算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為，測量并計算出油膜的面積為，則油酸分子的直徑為m。（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）該同學做實驗時，水面上痱子粉撒得太多，使得油膜沒有充分展開，這種情況會導致分子直徑d的測量結(jié)果真實值。（選填：“大于”、“小于”或“等于”）【答案】DACB大于【詳解】（1）[1]實驗步驟為：將配制好的油酸酒精溶液，經(jīng)量筒測出1滴此溶液的體積。然后將1滴此溶液滴在有痱子粉的淺盤里的水面上，等待形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪出油酸膜的形狀，將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，按不足半個舍去，多于半個的算一個，統(tǒng)計出油酸薄膜的面積，因此操作的合理順序是DACB。（2）[2]一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為，測量并計算出油膜的面積為，則油酸分子的直徑為（3）[3]該同學做實驗時，水面上痱子粉撒得太多，使得油膜沒有充分展開，則油酸溶液在水面上形成的油膜面積偏小，由可知，這種情況會導致分子直徑d的測量結(jié)果大于真實值。3．（2023·浙江·校聯(lián)考模擬預測）（1）關于實驗下列說法正確的是()

A．用圖甲所示裝置，探究加速度與力、質(zhì)量的關系主要用到了極限法B．用圖乙所示裝置，探究向心力大小的相關因素主要用到了等效法C．用圖丙所示裝置，測量重力加速度主要用到了理想實驗法D．如圖丁所示，測量分子直徑主要用了測量微觀物理量的思想和估算方法（2）在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”時采用（1）中如圖甲所示的實驗裝置，小車及車中砝碼質(zhì)量為M，砂桶及砂的質(zhì)量為m，重力加速度為g，若已平衡摩擦力，在小車做勻加速直線運動過程中，細繩的張力大小T=，當M與m的大小滿足時，才可認為繩子對小車的拉力大小等于砂和砂桶的重力。（3）張華同學用（1）中圖丙裝置測量重力加速度①該同學用游標卡尺測定了小球的直徑，如圖戊所示，則小球直徑為cm；

②實驗中該同學測得的重力加速度值經(jīng)查證明顯大于當?shù)氐闹亓铀俣戎?，下列原因可能的是。A．擺線上端未牢固地系于懸點，實驗過程中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了B．計算時用L＋d作為單擺的擺長（L為擺線長度，d為小球直徑）C．擺球的振幅偏小D．把第n次經(jīng)過平衡位置的次數(shù)，當作單擺全振動的次數(shù)（4）利用單分子油膜法可以粗測分子的大小和阿伏伽德羅常數(shù)。如果把一滴含有純油酸體積為V的油酸酒精溶液，滴在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S，這種油的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，則阿伏伽德羅常數(shù)的表達式為﹔【答案】Dm<<M2.240BD/DB【詳解】（1）[1]A．用圖甲所示裝置，探究加速度與力、質(zhì)量的關系主要用到了控制變量法，A錯誤；B．用圖乙所示裝置，探究向心力大小的相關因素主要用到了控制變量法，B錯誤；C．用圖丙所示裝置，測量重力加速度主要用到了累積法，C錯誤；D．如圖丁所示，測量分子直徑主要用了測量微觀物理量的思想和估算方法，D正確。故選D。（2）[2]對小車受力分析有T=Ma對砂桶及砂有mg－T=ma聯(lián)立有[3]根據(jù)以上分析知，當M>>m時，才可認為繩子對小車的拉力大小等于砂和砂桶的重力。（3）①[4]根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)法則有2.2cm＋8＋0.05mm=2.240cm②[5]A．擺線上端未牢固地系于懸點，實驗過程中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了，則實際所測擺線長度偏小，所測重力加速度將偏小，A不符合題意；B．若計算重力加速度時用L＋d作為單擺的擺長，則擺長比實際偏大，因此計算的得到的重力加速度值比實際偏大，B符合題意；C．擺球的振幅偏小不影響重力加速度的測量，C不符合題意；D．若把n當作單擺全振動的次數(shù)，則會導致測量周期偏小，從而導致所測重力加速度偏大，D符合題意。故選BD。（4）[6]由于油酸分子的直徑為而一個油酸分子的體積為聯(lián)立解得實驗02：探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強與體積的關系4．（2023·云南·模擬預測）某同學用注射器和壓強傳感器探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時遵循的規(guī)律，實驗裝置如圖（a）所示。用活塞和注射器外筒封閉一定的氣體，其壓強可由左側(cè)的壓強傳感器測得。

（1）在注射器柱塞上涂上潤滑油，其主要目的是（2）該同學在一次實驗中，計算機屏幕顯示如圖（b）所示，其縱坐標表示封閉氣體的壓強，則橫坐標表示的物理量是封閉氣體的；

A．熱力學溫度T

B．攝氏溫度tC．壓強p

D．壓強的倒數(shù)（3）若該實驗的誤差僅由注射器與傳感器之間細管中的氣體體積導致的，由圖（b）可得大小為mL（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）?！敬鸢浮糠乐孤釪1【詳解】（1）[1]在注射器柱塞上涂上潤滑油，其主要目的是防止漏氣，使被封閉氣體的質(zhì)量不發(fā)生變化。（2）[2]理想氣體發(fā)生等溫變化時遵循玻意耳定律，故則圖像是一條直線。故選D。（3）[3]圖（b）所示的圖線不過原點，就是由于計算體積時沒考慮注射器與傳感器之間細管中的氣體體積，即縱截距大小即為，由圖像可知5．（2023·安徽合肥·合肥市第六中學?？寄M預測）小默用如圖裝置驗證等溫狀態(tài)下氣體的實驗定律。已知壓力表通過細管與注射器內(nèi)的空氣柱相連，細管隱藏在柱塞內(nèi)部，未在圖中標明。

（1）在實驗過程中注射器沒有完全豎直而是略微傾斜，則壓力表讀數(shù)。A．偏大

B．偏小

C．沒有影響（2）下列實驗操作，正確的有。A．柱塞上應該涂油以更好地密封氣體B．應快速推拉柱塞以避免氣體與外界熱交換C．用手握住注射器推拉柱塞以使裝置更加穩(wěn)定（3）注射器內(nèi)空氣柱的體積為V、壓強為p，若考慮到連接壓力表和注射器內(nèi)空氣柱的細管中有少量氣體未計入，從理論上分析圖像最接近下列哪個圖。

【答案】CAC【詳解】（1）[1]壓力表測量的是注射器中氣體的壓強，同一位置各個方向的壓強大小處處相等，所以實驗過程中注射器沒有完全豎直對壓力的測量沒有影響。故選C；（2）[2]A．柱塞上涂油是為了避免漏氣，即更好地密封氣體，故A正確；B．推拉柱塞時要緩慢進行，讓氣體更好的與空氣進行熱交換，避免引起氣體溫度的變化，故B錯誤；C．用手握住注射器會改變注射器內(nèi)氣體的溫度，故C錯誤。故選A；（3）[3]在軟管內(nèi)氣體體積不可忽略時，被封閉氣體的初狀態(tài)的體積為，由即圖線和原點連線的斜率為隨著的變大，斜率逐漸變小。故選C。實驗03：測量玻璃的折射率6．（2023·安徽亳州·蒙城第一中學?？既＃┰凇皽y玻璃的折射率”實驗中：（1）如圖1，用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中，下列說法中正確的是。

A．若不小心用手觸摸了光學表面，不會影響測量B．為減少測量誤差，的連線與法線的夾角應盡量小些C．為了減小作圖誤差，和的距離應適當取大些D．界面一定要與平行，否則會有誤差（2）如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應選用寬度（填“大”或“小”）的玻璃磚來測量。（3）在該實驗中，光線是由空氣射入玻璃磚，根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值畫出的圖像如圖2所示，從圖像可知玻璃磚的折射率等于。

（4）如圖3所示，在實驗過程中畫出界面a后，不小心將玻璃磚向上平移了一些，導致界面面到圖中虛線位置，而在作光路圖時界面a仍為開始所畫的，則所測得的折射率將（填“偏大”“偏小”或“不變”）。

【答案】C大1.5偏大【詳解】（1）[1]A．手拿光學元器件時切忌用手觸摸“工作面”，以防臟污甚至腐蝕光學面造成永久的損壞，故A錯誤；B．為減少測量誤差，入射角應適當大一些，即的連線與法線的夾角應盡量大些，故B錯誤：C．為了減小作圖誤差，將出射光線確定得更準確些，和的距離應適當取大些，故C正確：D．測折射率時，只要操作正確，與玻璃磚形狀無關，故玻璃的兩個光學面不平行，對玻璃折射率的測定結(jié)果沒有影響，故D錯誤。故選C。（2）[2]如果有幾塊寬度不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應選用寬度大的玻璃磚來測量，寬度越大，出射光線的側(cè)位移越大，折射角的測量越準確，故為了減小誤差應選用寬度大的玻璃磚來測量。（3）[3]根據(jù)折射率定義公式有代入數(shù)據(jù)可得玻璃磚的折射率為（3）[4]在實驗過程中，畫出界面a后，不小心將玻璃磚向上平移了一些，導致界面畫到圖中虛線位置，而在作光路圖時界面a仍為開始所畫的，實際光線如圖中的所示，而作圖光線如圖中OQ所示，導致折射角偏小，所測得的折射率偏大。

7．（2023·黑龍江哈爾濱·哈師大附中?？寄M預測）如圖所示的陰影部分ABC為一透明光學元件的橫截面，AC為圓心在O的圓弧面，ABCO構(gòu)成正方形?，F(xiàn)要測定該元件的折射率，可供選用的器材還有：大頭針、筆、刻度尺、圓規(guī)、平整的木板、圖釘、白紙。

I.某小組進行了如下的實驗操作，請將步驟補充完整。（1）將白紙用圖釘固定在平整木板上，在白紙上畫出光學元件的橫截面圖，標好對應關系，把光學元件放在白紙上，使它的橫截面與圖中畫線對齊；（2）在O點豎直插大頭針P。（3）在D點豎直插大頭針，發(fā)現(xiàn)在AB外側(cè)無論怎樣調(diào)整視線都不能觀察到大頭針P和的像在一條直線上，則應使連線OD與OA的角度（填“變大”或“變小”），才能在AB外側(cè)觀察到大頭針P和的像在一條直線上；（4）選擇合適的點豎直插大頭針，在BC外側(cè)調(diào)整視線觀察到大頭針P和的像在一條直線上，再豎直插上兩枚大頭針，使擋住，擋??；（5）移去大頭針和光學元件，記錄好、和的孔洞位置，在固定好的白紙上作出直角坐標系，軸與OC重合，軸與OA重合，用刻度尺測出、和在直角坐標系中的坐標，，。則此光學元件折射率測量值的表達式為；（用測量的坐標值表示）Ⅱ.根據(jù)小組的實驗過程，下列哪些措施能夠提高實驗準確程度。A．應選用較粗的大頭針完成實驗B．應選用較細的大頭針完成實驗C．插在光學元件同側(cè)的兩枚大頭針間的距離應適當小些D．插在光學元件同側(cè)的兩枚大頭針間的距離應適當大些Ⅲ.小組測得該元件折射率為2，光學元件圓弧面的半徑為R。若只考慮首次從圓弧AC直接射向AB和BC的光線，從插在O點的大頭針P射入圓弧AC的光中，有一部分不能從AB、BC面直接射出，則這部分光照射圓弧AC的弧長為。【答案】變小P和的像和P、的像BD【詳解】I．（3）[1]在AB外側(cè)無論怎樣調(diào)整視線都不能觀察到大頭針P和的像在一條直線上，說明光線發(fā)生了全反射，應使連線OD與OA的角度減小，使入射角小于臨界角，不發(fā)生全反射；（4）[2][3]選擇合適的點豎直插大頭針，在BC外側(cè)調(diào)整視線觀察到大頭針P和的像在一條直線上，再豎直插上兩枚大頭針，使擋住P和的像，擋住和P、的像；（5）[4]設入射角i，折射角，則Ⅱ．[5]AB．應選用較細的大頭針完成實驗，這樣可準確確定光線的傳播方向，選項A錯誤，B正確；CD．插在光學元件同側(cè)的兩枚大頭針間的距離應適當大些，這樣可減小確定光線方向時產(chǎn)生的誤差，選項C錯誤，D正確。故選BD。III．[6]因為，則所以臨界角所以射在圓弧AC正中央三分之一圓弧的光不能從AB和BC面射出，這部分光照射圓弧AC的弧長為。實驗04：雙縫干涉實驗測量光的波長8．（2023·廣東梅州·統(tǒng)考二模）如圖甲所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將實驗儀器按要求安裝在光具座上，并選用縫間距的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離。然后，接通電源使光源正常工作。

（1）已知測量頭上主尺的最小刻度是毫米，副尺游標尺為20分度，某同學調(diào)整手輪后，從測量頭的目鏡看去，使分劃板中心刻度線與某條紋A中心對齊，如圖乙所示，此時測量頭上主尺和副尺的示數(shù)如圖丙所示，此示數(shù)為mm；接著再轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻度線與某條紋B中心對齊，測得A、B條紋間的距離。則經(jīng)濾光片射向雙縫的色光的波長（用題目中所給字母寫出表達式），利用上述測量結(jié)果，經(jīng)計算可得波長m（保留兩位有效數(shù)字）。

（2）另一同學按實驗裝置安裝好儀器后，觀察到光的干涉現(xiàn)象效果很好，若他對實驗裝置進行了調(diào)整后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)目有所增加，則該調(diào)整可能是A．僅增加光源與濾光片間的距離B．僅增加單縫與雙縫間的距離C．僅將單縫與雙縫的位置互換D．僅將紅色濾光片換成綠色濾光片【答案】D【詳解】（1）[1]圖丙中游標卡尺的